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WO2003103859A2 - Verfahren und vorrichtung zum behandeln von stoffen oder verbundstoffen und gemischen____________________________________________ - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum behandeln von stoffen oder verbundstoffen und gemischen____________________________________________ Download PDF

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WO2003103859A2
WO2003103859A2 PCT/EP2003/004510 EP0304510W WO03103859A2 WO 2003103859 A2 WO2003103859 A2 WO 2003103859A2 EP 0304510 W EP0304510 W EP 0304510W WO 03103859 A2 WO03103859 A2 WO 03103859A2
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WO
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separation
rotor
composite
mixtures
composites
Prior art date
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PCT/EP2003/004510
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Christoph Muther
Kee Loo Tan
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Original Assignee
Individual
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Priority to CA 2485112 priority patent/CA2485112A1/en
Priority to AU2003266226A priority patent/AU2003266226A1/en
Priority to US10/510,991 priority patent/US7497394B2/en
Priority to JP2004510972A priority patent/JP2005524532A/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for treating wastes and residues of solid organic or inorganic substances or composites or mixtures thereof.
  • the abovementioned wastes include, for example, industrial residues such as electronic scrap or slags from metal prevention, but also household waste in different compositions.
  • the latter mainly covers organic mixtures such as food, plastic packaging, composite packaging, but also inorganic components such as glass, metals and their composites.
  • the decomposition of the composite element takes place via the grain or particle size, which is smaller than the respective layer thickness of the components.
  • This digestion is generally carried out by means of at least one-stage superfine comminution in corresponding mills, such as hammer, impact or countercurrent mills. Mills - carried out, possibly with the support of nitrogen for inerting and for cooling.
  • the co-operating with the housing wall grinding or crushing plates are each equipped at its end with an elliptical frame; These frames run on a construction circle on the inside of the housing and are intended to increase the grinding and crushing effect. Moreover, according to the author of those FR-A-1.562.613, turbulences should additionally be involved in this comminution process. On the housing of this crushing mill is below the fan to a bypass, the screened coarse parts again the lower inflow transmits.
  • Such a size reduction mill is also disclosed in DE-A-42 13 274, which is used as a micro-birefringence mill for the fine comminution of metal-containing composite materials, especially for the recovery of precious metals, from assembled printed circuit boards.
  • the copper is comminuted to about 80 to 100 microns grain size and discharged through the classifier air.
  • a baffle edge is arranged, which deflects the particles flowing around the periphery of the rotor into the bypass opening.
  • the vortices produced during the rotary movement of the rotor are shown in the drawing in the form of a comic strip appearance, without any procedural significance being presented.
  • WO-A-9 305 883 contains a process tree for recovering fibers from glass fiber reinforced plastics or the like. with a shredder, after which the crushed good is pulverized. From this powder released fibers are separated and used the remaining powdered debris, for example as a filler. In this family tree there is a pulverizer called micromill, which is similar in construction to that of FR-A-1.562.013.
  • a mixture is the demolition edges with a Acceleration of 20 to 60 m / sec 2 fed and prepared in the vortices a mixture accelerating fürschende movement.
  • this separation or Aufsch the adhesion between the components of the solid parts by their force exceeding acceleration and frictional forces is removed, and the components of the solid particles are separated from each other under separation of the layers of said composite material or subtracted from each other.
  • the known methods thus have the task of preparing composites and mixtures of substances to reduce, homogenize and also partially or totally separate. Such methods are based in particular on mechanical shearing and pinching, on relatively uncontrolled fragmentation or on separation in high-energy vortices.
  • the inventor has set himself the goal of developing a method by which mixtures and composite elements are treated in such a way that the fractions obtained from the process can be recycled as valuable substances into the economic cycle.
  • the mixtures and composites are separated and separated by means of a mechanical method
  • shock waves occur which unlock these composite elements.
  • the conveying path in a spiral-like manner downwards in a rotor with a vertical axis
  • the mentioned shock wave is preferably generated on a baffle wall of the rotor between the layers of the composite.
  • two mutually radially spaced coaxial associated wall surfaces rotate relative to each other about its axis, and between the baffles radially projecting baffles moving from centrifugal forces composites or mixtures are moved and digested.
  • the decomposition of the composite can take place upon impact with a baffle, and its metallic components are deformed in a ball-like manner; Preferably, during the deformation process, the layered metallic constituent is rolled up. It has proven to be favorable to comminute the composite element to a particle size of 10 mm to 50 mm prior to the separation or Aufsch occidentalvorgang, optionally also subject to a thermal pretreatment.
  • the discharge from the separation or Aufsch occidentalvorgang can advantageously be subjected to a separation and / or screening process or a separation process for non-ferrous metals.
  • the separation is carried out on separating tables and / or fluidized bed separators, wherein the metal and / or plastic parts are compacted after separation.
  • the method described is characterized by the simplicity and functionality of the device according to the invention, and it is given a correspondingly simple or less problematic operation.
  • the desired simplicity of the concept and the structure of the rotor machine described allows their technical realization without problems. Exploitation of material science findings, tempering, computer and simulation-based design optimization, as well as the possible adaptation and optimization of the process parameters will further increase the expected active power.
  • an apparatus for carrying out the method described in which the conveying path for the composites or the mixture is guided in opposite directions to the flow path of process air in the interior of a rotor and the material feed is arranged in the ridge region of the rotor.
  • the conveying path should run between two mutually relatively movable wall surfaces, of which protrude into the conveying path on both sides and mutually offset baffles.
  • the wall surfaces are coaxially curved and / or rotatably mounted in the rotational direction of the rotor.
  • the resulting separation costs should actually be relatively low.
  • the corresponding costs ultimately represent the total consumption of resources, such as transport performance, energy, labor (always associated with consumption of resources!), Water-air and land use, substitution effect or the like. and consequently the entire environmental impact. If the amount of successfully treated waste streams and their conversion into material flows increases as a result of the economic attractiveness of the process, the resulting substitution naturally results in a corresponding reduction in the consumption of primary resources.
  • Fig. 2 the change in the baffle-fed composite element in four stages
  • a composite strip 10 of thickness e is supplied with a middle layer 14 of an aluminum alloy, covered on both sides by PE layers 12, in the conveying direction x of a baffle 20 crossing this. Thanks to the momentum of the acceleration and an abrupt drop of this pulse on the baffle 20 and the shock waves occurring between the layers 12, 14 of the composite strip 10, the physical differences of the various materials - such as density, elasticity, ductility or the like. - Used so that due to the different behavior of the composite components 12, 14 of the composite strip 10, these separate from each other.
  • the step b) in Figure 1 shows the significant and lasting deformation of the aluminum layer 14 and the very short-term deformation of the two plastic layers 12; between the materials of the layers 12, 14 creates a shear force at the phase boundaries.
  • step c) of FIG. 1 both the aluminum layer 14 - now in spherical form - bounces off against the direction of the pulse x and the plastic layers 12, which have stretched again as a result of the restoring force from the deformation situation of step b). Metals are deformed, thereby obtaining a spherical structure resulting from a rolled metal layer 14; these balls now have a multiple diameter than before in the flat structure before treatment.
  • FIG. Step a) shows here the starting product 10 with its strip-shaped layers 12, 14.
  • b) a progressive digestion can be seen; the layers 12 5 gap apart in a mouth-like manner, and the central Al layer 14 begins to curl against the direction of the pulse x.
  • step c) the middle layer 14 increasingly grows and reaches in step d) the spherical shape 14 a ; the layers 12 are - as described above - returned to their original form.
  • Fig. 3 project from two at a radial distance a parallel curved wall surfaces 22, 22 a mutually facing baffles 24, 24 a at horizontal distance b vonein-
  • a rotor 26 is indicated with the direction of rotation yi about the rotor axis A, which at 30 from above a mixture of materials is supplied.
  • the composites 10 of the material mixture are guided downwards by gravity
  • FIG. 5 The energetic utilization of the process is shown in FIG. 5; Not shown here are the usual 5 steps during the mechanical pretreatment with a - possibly in the manner of a ball mill trained - Ballenöffner- and drying station, a pre-shredder, an Fe-separator and a NE-separator. From the dryer Waste arrives at a filter and the separators convert material that can be recycled into a mechanical treatment. Below the NE separator, a thermal utilization station for energetically usable substances (residual organics) is arranged. A mixer or charging device 40 is shown in front of a metering device 42 and a following station 44 for rotary kiln gasification or fluidized bed combustion.
  • Fig. 7 In the mechanical treatment of Fig. 7 follows a crusher 28 a, an Fe-30, at the discharge 31, a station 36 a for the mechanical digestion, which is a NE separator 32 a downstream.
  • a station 36 a for the mechanical digestion which is a NE separator 32 a downstream.
  • the nonferrous fractions reach a sieving station 58 with table reader 60, from which the proportions of copper, light metal and various heavy metals are taken.
  • the plastic components from the non-ferrous separator 32 a reach a separator 62, in shares of PE; PP; PS; PET; PVC separates. These substances are in each case forwarded to compounding stations, from which the corresponding granules 5 can be found.
  • Fig. 8 shows a family tree for household waste. This waste is subjected to mechanical pretreatment as input at 64; pass through a discharge 66
  • Energetically usable substances are passed through a discharge 68 for further treatment.
  • the fraction of material recyclable materials is mechanically processed and separated into - up to four - fractions, which are indicated for 71 (metals), 71 a (plastics) and 71 b (minerals).
  • 71 metal
  • 71 a plastics
  • 71 b minerals
  • the collected fraction of energetically usable substances is treated in station 74 by means of an energetic process, and the resulting thermal energy at 76 is attributed to the mechanical separation.

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Abstract

Bei einem Verfahren zum Behandeln von Abfällen und Reststoffen aus festen organischen oder anorganischen Stoffen oder Verbundstoffen bzw. Gemischen daraus, wird in dem Verbundstoff oder dem Gemisch durch eine dessen Fluss plötzlich unterbrechende Einrichtung der Aufschluss bzw. eine Trennung der Bestandteile mittels eines Impulses durchgeführt. Dem in einem Rotor (26) mit vertikaler Achse (A) spiralartig abwärts erzeugten Förderweg (32) wird Prozessluft in einem steigenden Strömungsweg (34) gegenläufig zugeführt, dabei soll an einer Prallwand des Rotors (26) zwischen den Schichten des Verbundstoffes eine Schockwelle erzeugt werden. Zudem drehen sich zwei einander in radialem Abstand koaxial zugeordnete Wandflächen relativ zueinander um ihre Achse, und zwischen von den Prallwänden radial abragenden Prallflächen werden die von Zentrifugalkräften bewegten Verbundstoffe bzw. Gemische bewegt und aufgeschlossen.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln von Stoffen oder Verbundstoffen bzw. Gemischen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Behandeln von Abfällen und Reststoffen aus festen organischen bzw. anorganischen Stoffen oder Verbundstoffen bzw. Gemischen daraus.
Zu den vorstehend genannten Abfällen gehören beispielsweise industrielle Reststoffe wie Elektronikschrotte oder Schlacken aus der Metallverhütung, ebenfalls jedoch Hausmüll in unterschiedlicher Zusammensetzung. Letzterer er- fasst vornehmlich organische Gemische wie Lebensmittel, Kunststoffverpackungen, Verbundverpackungen, aber auch anorganische Bestandteile wie Glas, Metalle und deren Verbundstoffe .
Probleme bilden diese Gemische und Verbundelemente vor allem bei der Entsorgung, da bislang ein Trennen der Gemische und der sich im Verbund befindlichen Stoffe nicht oder nur unzureichend unter hohem energetischen Aufwand stattfindet. Mehrheitlich werden diese Abfälle verbrannt oder deponiert. Einer werkstofflichen Verwertung werden nur Abfälle mit kleinem Verunreinigungsgehalt — beispielsweise Dosen aus Aluminiumblech — unterzogen. Komplexerer Müll wird aufgrund der fehlenden technischen Möglichkeiten bzw. der hohen Kosten durch beispielsweise nasschemische Prozesse oder thermische Prozesse nicht einer Behandlung zur werkstofflichen Verwertung unterzogen.
Bei konventioneller mechanischer Aufbereitung erfolgt der Aufschluss des Verbundelementes über die Korn- bzw. Partikelgröße, die kleiner als die jeweilige Schichtdicke der Komponenten ist. Dieser Aufschluss wird in der Regel über eine zumindest einstufige Feinstzerkleinerung in entsprechenden Mühlen — etwa Hammer-, Prall- oder Gegenstrom- Mühlen — durchgeführt, gegebenenfalls mit Unterstützung von Stickstoff zur Inertisierung sowie zur Kühlung.
Durch die FR-A-1.562.013 ist eine Zerkleinerungsmühle mit - - mehrere Drehscheiben aufweisendem — Rotor und diesen umfangendem zylindrischem Gehäuse bekannt geworden, bei der zu mahlendes Fördergut durch eine Schraube zum unteren Rotorende geführt und dann vom Luftstrom eines den Rotor -- oberhalb eines Siebbodens und unterhalb des Rotorlagers -- überspannenden Ventilators erfasst wird. Das aufwärts wandernde Mahlgut wird von sog. palques de broyage, also Mahl- oder Quetschplatten, die radial von drehenden Rotorplatten abragen und nahe der Gehäusewandung angeordnet sind, zerkleinert. Die mit der Gehäusewandung zusammenwirkenden Mahl- oder Quetschplatten sind jeweils an ihrem Ende mit einem elliptischen Rahmen ausgestattet; diese Rahmen verlaufen auf einem Konstruktionskreis an der Gehäuseinnenseite und sollen die Mahl- und Zerkleinerungswirkung erhöhen helfen. Im übrigen sollen an diesem Zerkleinerungsvorgang nach Ansicht des Autors jener FR-A-1.562.613 zusätzlich auch Turbulenzen beteiligt sein. An dem Gehäuse dieser Zerkleinerungsmühle setzt unterhalb des Ventilators ein Bypass an, der abgesiebte Grobteile erneut dem unteren Zulauf zuträgt.
Eine derartige Zerkleinerungsmühle offenbart auch die DE-A- 42 13 274, die als Mikrowirbelsichtermühle zur Feinzerkleinerung metallhaltiger Verbundmaterialien, vor allem zur Edelmetallrückgewinnung, aus bestückten Leiterplatten eingesetzt wird. Hierbei wird beispielsweise das Kupfer auf etwa 80 bis 100 μm Korngröße zerkleinert und über die Sichterluft ausgetragen. An einer Ausmündung eines Bypasses ist eine Prallkante angeordnet, welche die am Umfang des Rotors strömenden Partikel in die Bypassmündung umlenkt. Die bei der Drehbewegung des Rotors entstehenden Wirbel sind in der Zeichnung in der Art einer comic strip-Erschei- nung dargestellt, ohne dass eine verfahrenstechnische Bedeutung vorgestellt würde. Die WO-A-9 305 883 enthält einen Verfahrensstammbaum zum Rückgewinnen von Fasern aus glasfaserverstärkten Kunststoffen od.dgl. mit einem Schredder, nach dem das zerkleinerte Gut pulverisiert wird. Aus diesem Pulver werden freigesetzte Fasern separiert und das verbleibende pulverisierte Haufwerk beispielsweise als Füllstoff eingesetzt. In diesem Stammbaum findet sich eine als pulveriser bezeichnete Mikromühle, die in ihrem Aufbau jener aus der FR-A- 1.562.013 gleicht.
Bei einem Verfahren nach WO 95/25595 zum Behandeln von Verbundelementen aus festen organischen und/oder anorganischen Verbundwerkstoffen wie Verbunden aus Metall/Metall, Kunststoff/Kunststoff, Metall/Kunststoff oder mineralischen Verbunden mit Metallen und/oder Kunststoffen wird ein Gemisch den Abrisskanten mit einer Beschleunigung von 20 bis 60 m/sec2 zugeführt und in den Wirbeln eine das Gemisch beschleunigend aufschließende Bewegung hergestellt. Zudem wird während dieses Trenn- oder Aufschließvorganges die Adhäsion zwischen den Komponenten der Feststoffteile durch deren Kraft übersteigende Beschleunigungs- und Reibungskräfte aufgehoben, und es werden die Komponenten der Feststoffteile voneinander unter Trennung der Schichten des genannten Verbundwerkstoffes gelöst bzw. voneinander abgezogen.
Die bekannten Verfahren haben also die Aufgabe, Verbundstoffe und Stoffgemische aufzubereiten, zu verkleinern, zu homogenisieren und auch teilweise oder total aufzutrennen. Solche Verfahren beruhen insbesondere auf mechanischer Scherung und Quetschung, auf relativ unkontrollierter Zertrümmerung oder auf Auftrennung in hoch energetischen Wirbeln. In Kenntnis dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem Gemische und Verbundelemente so behandelt werden, dass die aus dem Prozess gewonnenen Fraktionen als Wertstoffe in die Wirt- 5 Schaftskreisläufe zurückgeführt werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre des unabhängigen Anspruches; die Unteransprüche geben günstige Weiterbildungen an. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Ko - 0 binationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale.
Erfindungsgemäß werden die Gemische und Verbundstoffe mittels eines mechanischen Verfahrens getrennt und separiert,
5 bei dem die Impulsgabe bei plötzlichem Anhalten eines transportierten Partikels genützt wird. In dem Verbundstoff oder dem Gemisch wird durch eine dessen Fluss plötzlich unterbrechende Einrichtung der Aufschluss bzw. eine Trennung der Bestandteile mittels eines Impulses
) durchgeführt; in bzw. zwischen den Schichten der Verbundelemente treten Schockwellen auf, welche diese Verbundelemente aufschließen. Dazu hat es sich als günstig erwiesen, dass dem in einem Rotor mit vertikaler Achse spiralartig abwärts erzeugten Förderweg Prozessluft in
; einem steigenden Strömungsweg gegenläufig geführt wird; die erwähnte Schockwelle wird bevorzugt an einer Prallwand des Rotors zwischen den Schichten des Verbundstoffes erzeugt.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung drehen sich zwei einander in radialem Abstand koaxial zugeordnete Wandflächen relativ zueinander um ihre Achse, und zwischen von den Prallwänden radial abragenden Prallflächen werden die von Zentrifugalkräften bewegten Verbundstoffe bzw. Gemische bewegt und aufgeschlossen. Der Aufschluss des Verbundes kann bei Aufprall auf eine Prallwand erfolgen, und seine metallischen Bestandteile werden kugelartig verformt; bevorzugt wird während des Verformungsvorganges der schichtartige metallische Bestandteil aufgerollt. Als günstig hat es sich erwiesen, das Verbundelement auf eine Korngröße von 10 mm bis 50 mm vor dem Trenn- oder Aufschließvorgang zu zerkleinern, gegebenenfalls auch einer thermischen Vorbehandlung zu unterziehen. Zudem kann der Austrag aus dem Trenn- oder Aufschließvorgang vorteilhafterweise einem Separations- und/oder Siebvorgang bzw. einem Abtrennvorgang für Nichteisenmetalle unterzogen werden.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird das Separieren auf Trenntischen und/oder durch Fließbettseparatoren durchgeführt, wobei die Metall- und/oder Kunststoffteile nach dem Separieren verdichtet werden. Dazu ist es vorteilhaft, die Kunststoffe durch turbolaminare Separation und Identifikation voneinander zu trennen und/oder die Metall- und/oder Kunststoffanteile nach dem Separieren zu extrudieren.
Basierend auf inhärenten Materialeigenschaften — wie Dichte, Elastizitätsmodul (= Steifigkeit = Widerstand gegen Verformung) , Festigkeit und molekularer Konstellation — breiten sich erfindungsgemäß erzeugte Stoßwellen innerhalb der Materialien mit unterschiedlicher Ausbildung bezüglich Fortpflanzungsgeschwindigkeit, Frequenz und Amplitude aus. Falls die durch diese Schockwellen generierten Kräfte beim Aufprall der Partikel die Adhäsionskraft der Interfaces — der Kontaktflächen zwischen den einzelnen Materialphasen — überschreiten, führt die auftretende Mikroscherung zur Ablösung, bzw. zur Separierung. Dieses Prinzip wird erfindungsgemß gezielt und vorsätzlich genutzt.
Das typische Fließverhalten bei Überschreiten der elastischen Dehnung z.B. bei Metallen, respektive die inhärente Elastizität von z.B. Kunststoffen resultieren in bleibenden sphärischen Verformungen bzw. in — teilweiser - - Rückfederung in die originale Partikelform (resilience) . Durch dieses Phänomen werden die phasengetrennten Elemente von Verbundstoffen mittels bekannter und etablierter Technologien — z.B. auf mechanischer, hydraulischer oder pneumatischer Basis — relativ leicht sortierbar.
Das beschriebene Verfahren zeichnet sich durch die Einfachheit und Funktionalität der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus, und es ist ein entsprechend einfacher oder wenig problematischer Betrieb vorgegeben. Die gewollte Einfachheit des Konzeptes und des Aufbaus der beschriebenen Rotormaschine läßt deren technische Realisierung problemlos zu. Die Ausnutzung der materialwissenschaftlichen Erkenntnisse, von Vergütungsverf hren, von Computer- und simulationsgestützter Konstruktionsoptimierung, sowie die mögliche Adaption und Optimierung der Prozessparameter wird die erwartbare Wirkleistung weiter steigen.
Im Rahmen der Erfindung liegt eine Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens, bei der in den Innenraum eines Rotors der Förderweg für die Verbundstoffe bzw. das Gemisch gegenläufig zum Strömungsweg von Prozessluft geführt sowie die WerkstoffZuführung im Firstbereich des Rotors angeordnet ist. Der Förderweg soll zwischen zwei zueinander in Abstand relativ bewegbaren Wandflächen verlaufen, von denen in den Förderweg beidseits sowie zueinander versetzte Prallflächen abragen.
Nach weiteren erfindungsgemäßen Merkmalen sind die Wandflächen koaxial gekrümmt und/oder in Rotationsrichtung des Rotors drehbar gelagert.
Aufgrund der Einfachheit des Kernprozesses, des Separators und der erkennbar großen Durchsatzleistung sollten die resultierenden Trennkosten eigentlich relativ niedrig ausfallen. Die entsprechenden Kosten repräsentieren schlussendlich den totalen Ressourcenkonsum wie Transportleistung, Energie, Arbeitsleistung (immer mit Konsum von Ressourcen verbunden ! ) , Wasser-Luft und Landverbrauch, Substitutionseffekt od.dgl. und demzufolge den gesamten Umwelteinfluss . Falls die Menge der erfolgreich behandelten Abfallströme und deren Konversion in Werkstoffströme durch die wirtschaftliche Attraktivität des Prozesses ansteigt, resultiert daraus durch die resultierende Substitution natürlich eine entsprechende Senkung des Verbrauchs an primären Ressourcen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in:
5
Fig. 1: einen skizzenhaften Verfahrensablauf beim Aufschluss eines Verbundelementes an einer Prallwand mit drei Schritten;
Fig. 2: die Veränderung des der Prallwand zugeführten Verbundelementes in vier Stufen;
Fig. 3: die skizzenhafte Draufsicht auf rotierende Prallflächen während des Verfahrens;
Fig. 4: eine skizzenhafte Seitenansicht eines Rotors;
)
Fig. 5 bis
Fig. 8: VerfahrensStammbäume zu verschiedenen Verfahrensschritten.
Gemäß Fig. 1 wird ein Verbundstreifen 10 der Dicke e mit einer beidseits von PE-Schichten 12 abgedeckten mittleren Schicht 14 aus einer Aluminiumlegierung in Förderrichtung x einer diese kreuzenden Prallwand 20 zugeführt. Dank des Impulses der Beschleunigung und eines abrupten Abruchs dieses Impulses an der Prallwand 20 sowie den auftretenden Schockwellen zwischen den Schichten 12, 14 des Verbundstreifens 10 werden die physikalischen Unterschiede der verschiedenen Materialien — wie Dichte, Elastizität, Duk- tilität od.dgl. — so genutzt, dass sich aufgrund des unterschiedlichen Verhaltens der Verbundbestandteile 12, 14 des Verbundstreifens 10 diese sich voneinander trennen. Durch den Aufprall auf die Prallwand 20 werden zur Deformation neigende Werkstoffe — beispielsweise die Aluminiumschicht 14 -- verformt, wohingegen elastische Materialien - - also die beiden Kunststoff-Schichten 12 — die Aufprall- energie absorbieren mit der Folge, dass diese PE-Schichten 12 keine -- oder nur eine geringe -- Veränderung ihrer Struktur erfahren. Wird nämlich ein Verbundstoff 10 einer solchen Behandlung unterzogen, wird die Metallschicht 14 deformiert, während sich die Kunststoffschchten 12 nach einer kurzzeitigen Deformation aufgrund der Rückstellkraft in ihren ursprünglichen Zustand zurück verformen. Dieses unterschiedliche Verhalten der Verbundmaterialien 12, 14 hat zur Folge, dass zwischen ihnen eine Scherkraft entsteht, welche die Schichten 12, 14 entlang ihrer Phasen- grenzen aufschließt. In Gemischen erfolgt kein Aufschluss, jedoch erfahren die in der Mischung vorhandenen Materialien aufgrund der physikalischen Unterschiede auch unterschiedliche Strukturen. So ergeben sich -- in Abhängigkeit von den oben genannten physikalischen Eigenschaften -- unter- schiedliche charakteristische Strukturen der Materialien.
Der Schritt b) in Fig. 1 zeigt die erhebliche und bleibende Deformation der Aluminiumschicht 14 sowie die sehr kurzzeitige Deformation der beiden Kunststoffschichten 12; zwischen den Werkstoffen der Schichten 12, 14 entsteht eine Scherkraft an den Phasengrenzen.
Im Schritt c) der Fig. 1 prallt sowohl die Aluminiumschicht 14 — nun in Kugelform — gegen die Impulsrichtung x ab als auch die Kunststoffschichten 12, welch letztere sich in Folge der Rückstellkraft aus der Deformationssituation des Schrittes b) wieder gestreckt haben. Metalle werden verformt und erhalten dadurch eine Kugelstruktur, die sich aus einer aufgerollten Metallschicht 14 ergibt; diese Kugeln haben nun ein mehrfaches an Durchmesser als zuvor in der flächigen Struktur vor der Behandlung. Die beschriebenen Veränderungen sind in Fig. 2 verdeutlicht. Schritt a) zeigt hier das Ausgangsprodukt 10 mit seinen streifenför igen Schichten 12, 14. Bei b) ist ein fortschreitender Aufschluss zu erkennen; die Schichten 12 5 klaffen maulartig auseinander, und die mittlere Al-Schicht 14 beginnt sich gegen die Impulsrichtung x zungenartig einzurollen. Im Schritt c) verkugelt sich die Mittelschicht 14 zunehmend und erreicht im Schritt d) die Kugelform 14a; die Schichten 12 sind — wie oben beschrieben — in ihre [0 Ursprungsform zurückgeführt.
In Fig. 3 ragen von zwei in lichtem radialem Abstand a parallel gekrümmten Wandflächen 22, 22a zueinander gerichtete Prallflächen 24, 24a im horizontalen Abstand b vonein-
L5 ander ab, wobei sich eine der Wandflächen 22 relativ zur anderen Wandfläche 22a in Richtung y dreht und zwar in Förderrichtung x von Verbundstoffen 10. Mit z ist eine Linie bezeichnet, die eine Prallbewegung von Partikeln andeutet.
10
In Fig. 4 ist ein Rotor 26 mit Drehrichtung yi um die Rotorachse A angedeutet, dem bei 30 von oben her ein Werkstoffgemisch zugeführt wird. Die Verbundstoffe 10 des Werkstoffgemisches werden durch die Schwerkraft abwärts geführt
!5 - der spiralenartige Förderweg ist bei 32 angedeutet. Von unten her wird Prozessluft eingebracht, deren Strömungsweg 34 entgegen jenem Förderweg 32 erfolgt. Durch die aufsteigende Luft wird die Verweilzeit der Verbundwerkstoffe 10 im Rotorraum 28 beeinflusst, und es werden leicht flugfähige ιθ Partikel und Stäube in einem Zyklon mitgerissen, die mit der Prozessluft bei 36 den Rotor 26 verlassen.
Die energetische Verwertung des Prozesses ist Fig. 5 zu entnehmen; nicht dargestellt sind hierin die üblichen Fol- 5 geschritte während der mechanischen Vorbehandlung mit einer -- gegebenenfalls in der Art einer Kugelmühle ausgebildeten -- Ballenöffner- und Trockenstation, einem Vorzerkleinerer, einem Fe-Abscheider und einem NE-Abscheider. Vom Trockner gelangt Abfall zu einem Filter, von den Abscheidern werden werkstofflich verwertbare Stoffe zu einer mechanischen Aufbereitung gebracht. Unterhalb des NE-Abscheiders ist eine thermische Verwertungsstation für energetisch verwertbare Stoffe (Restorganik) angeordnet. Dargestellt ist ein Mischer bzw. Chargier 40 vor einem Dosierer 42 und einer diesem folgenden Station 44 zum Drehrohrvergasen oder Wirbelschichtverbrennen. Diese gibt Schlacke bzw. Asche ab sowie Gas, das einem Verbrennungsboiler 46 zugeführt wird. Aus diesem entströmender Wasserdampf gelangt zu einer Dampfturbine 48 zum Erzeugen elektrischer Energie. An dem Verbrennungsboiler 46 entnommene Abwärme wird einer mechanischen Vorbehandlung 50 zugeführt. Im unteren Bereich dieses Stammbaumes ist angedeutet, dass die Schlacke bzw. Asche aus dem Drehrohrvergasungsprozess 44 durch ein Austragsrohr 52 einem -- der Herstellung eines keramischen bzw. hydraulischen Bindemittels dienenden — KBS*-Verfahren zugeführt wird; dieses ist in Fig. 6 angedeutet. Hier werden in einem Mischer oder Chargierer 40a Zuschlagsstoffe zugeführt. Nach dem Mischen erfolgt eine Dosierung in einem Dosierer 42a, von dem das Haufwerk zu einer Mühle 54 gelangt, die hydraulische Bindemittel weitergibt.
Bei der mechanischen Aufbereitung nach Fig. 7 folgt einem Zerkleinerer 28a ein Fe-Abscheider 30, an dessen Austrag 31 sich eine Station 36a für den mechanischen Aufschluss befindet, welcher ein NE-Abscheider 32a nachgeschaltet ist. An diesem werden zum einen NE-Anteile und Kunststoffanteile ausgeschieden sowie zum anderen energetisch verwertbare Anteile. Die NE-Anteile gelangen zu einer Siebstation 58 mit Tischausleser 60, dem die Anteile von Kupfer, Leichtmetall und verschiedene Schwermetalle entnommen werden.
'Keramisches Bindemittel-System Die Kunststoffanteile aus dem NE-Abscheider 32a gelangen zu einem Separator 62, der in Anteile von PE; PP; PS; PET; PVC trennt. Diese Stoffe werden jeweils zu Compoundierungssta- tionen weitergeleitet, aus denen das entsprechende Granulat 5 zu entnehmen ist.
Fig. 8 zeigt einen Stammbaum für Hausmüllabfälle. Dieser Abfall wird als Input bei 64 einer mechanischen Vorbehandlung unterzogen; durch einen Austrag 66 gelangen
0 werkstofflich verwertbare Stoffe wie Metalle, Kunststoffgemische od.dgl. -- insbesondere Schwermetalle -- zu einer mechanischen Aufbereitung 70, zu der bei 69 auch vorsortierter Industriemüll gelangen kann. Es werden Schwermetalle aus dem Müll herausgenommen und -- als
5 Ausgangsprodukt für hydraulische Binder Schlackenqualität erzeugt.
Energetisch verwertbare Stoffe werden durch einen Austrag 68 zur Weiterbehandlung geführt. Die Fraktion werkstofflich ) verwertbarer Stoffe wird mechanisch aufbereitet und in -- bis zu vier — Fraktionen getrennt, die bei 71 (Metalle) , 71a (Kunststoffe) und 71b (mineralische Stoffe) angedeutet sind. Hinzu tritt eine energetisch verwertbare Fraktion, welche über die Leitung 72 zu diesem Haufwerk aus dem Austrag 68 geführt wird. Die gesammelte Fraktion energetisch verwertbarer Stoffe wird in Station 74 mittels eines energetischen Prozesses behandelt, und die daraus entstehende thermische Energie bei 76 zur mechanischen Trennung zurückgeführt.
Schlacken und Filterstäube aus der energetischen Verwertung 74 gelangen zur Station 53 mit dem KBS-Verfahren, aus welchem ein hydraulisches Bindemittel abgezogen wird.

Claims

PATENTÄNSPRÜCHE
1. Verfahren zum Behandeln von Abfällen und Reststoffen aus festen organischen oder anorganischen Stoffen oder Verbundstoffen bzw. Gemischen daraus,
dadurch gekennzeichnet,
dass in dem Verbundstoff oder dem Gemisch durch eine dessen Fluss plötzlich unterbrechende Einrichtung der Aufschluss bzw. eine Trennung der Bestandteile mittels eines Impulses durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem in einem Rotor (26) mit vertikaler Achse (A) spiralartig abwärts erzeugten Förderweg (32) Prozessluft in einem steigenden Strömungsweg (34) gegenläufig zugeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Prallwand (20) des Rotors (26) zwischen den Schichten des Verbundstoffes eine Schockwelle erzeugt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwei einander in radialem Abstand (a) koaxial zugeordnete Wandflächen (22, 22a) relativ zueinander um ihre Achse drehen und zwischen von den Prallwänden radial abragenden Prallflächen (24) die von Zentrifugalkräften bewegten Verbundstoffe bzw. Gemische bewegt und aufgeschlossen werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbundstoff (10) bei Aufprall auf eine Prallwand (20) aufgeschlossen wird und seine metallischen Bestandteile kugelartig verformt werden (Fig. 1) .
6 . Verfahren nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet , dass während des Verformungsvorganges der schichtartige metallische Bestandteil aufgerollt wird ( Fig . 2 ) .
5
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das Verbundelement bzw. Gemisch vor dem Trenn- oder Aufschließvorgang zerkleinert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundelement auf eine Korngröße 0 von 10 mm bis 50 mm zerkleinert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundelement vor dem Trennoder Aufschließvorgang einer thermischen Vorbehandlung 5 unterzogen wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Austrag aus dem Trenn- oder Aufschließvorgang einem Separations- und/oder Siebvor- gang unterzogen wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Austrag aus dem Trenn- oder Aufschließvorgang einem Abtrennvorgang für Nichteisenmetalle unterzogen wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Separieren auf Trenntischen und/oder durch Fließbettseparatoren durchgeführt wird.
3
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Metall- und/oder Kunststoffteile nach dem Separieren verdichtet werden.
i 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffe durch turbolaminare Separation und/oder Identifikation voneinander getrennt werden.
14. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Metall- und/oder Kunststoffanteile nach dem Separieren extrudiert werden.
15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der voraufgehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Innenraum (28) eines Rotors (26) der Förderweg (32) für die Verbundstoffe (10) bzw. das Gemisch gegenläufig zum Strömungsweg (34) von Prozessluft geführt ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die WerkstoffZuführung (30) im Firstbereich des Rotors (26) angeordnet ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Förderweg (32) zwischen zwei zueinander in Abstand (a) relativ bewegbaren Wandflächen (22, 22a) verläuft, von denen in den Förderweg beidseits sowie zueinander versetzte Prallflächen (24, 24a) abragen.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandflächen (22, 22a) koaxial gekrümmt sind.
19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandflächen (22, 22a) in Rotationsrichtung (yi) des Rotors (26) drehbar gelagert sind.
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